《锅炉、蒸汽系统与余热利用简稿》由会员分享，可在线阅读，更多相关《锅炉、蒸汽系统与余热利用简稿（240页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、热能技术应用,热源 用汽设备 热力输送 余热回收,内容简介,锅炉基本知识 锅炉的热平衡 燃烧设备 典型锅炉的结构及工作特点 供热锅炉水处理技术,第一部分 热源,第一章 锅炉及锅炉房设备的基本知识,第一节 概 述 第二节 锅炉的基本构造和工作过程 第三节 锅炉基本特性的表示 第四节 锅炉房设备的组成,第一节 概 述,一、锅炉的出现与发展 二、锅炉与锅炉房设备的任务： 在于安全可靠、经济有效地把燃料的化学能转化为热能，进而将热能传递给水，以生产热水或蒸汽。,三、锅炉的分类 1、按用途分类 工业锅炉、电站锅炉、船舶锅炉、机车锅炉 2、按蒸汽压力分类 低压锅炉 （2.5MPa、3.9MPa、9.9MP
2、a、13.8MPa、17.5MPa、26.0MPa） 3、按燃料分类 燃煤炉、燃油炉、燃气炉、电热锅炉、生物质能锅炉、 垃圾焚烧锅炉,4、按燃烧方式分类 火床炉（层燃炉）、火室炉（室燃炉）、沸腾炉 5、按汽水流动情况分类 自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉、复合循环锅炉 6、按锅炉本体结构分类 烟管锅炉、水管锅炉、烟水管锅炉 7、按容量分类 小型锅炉（20t/h) 中型锅炉（ 75t/h) 大型锅炉（75t/h）,8、按能源分类 燃煤锅炉、燃油（气）锅炉、电热锅炉 余热锅炉、原子能锅炉、废料锅炉、其它能源锅炉 8（a）、按锅内介质分类 蒸汽锅炉、热水锅炉、热媒（导热油）锅炉 9、按排渣方式分
3、类 固态排渣炉、液态排渣炉 10、按炉膛烟气压力分类 微负压锅炉、微正压锅炉、正压锅炉 11、按锅筒布置分类 单锅筒纵置式、单锅筒横置式、双锅筒纵置式、双锅筒横置式 12、按锅炉出厂型式分类 快装锅炉、组装锅炉、散装锅炉,第二节 锅炉的基本构造和工作过程,锅炉的基本构造 锅炉最根本的组成是锅和炉 SHL型锅炉（即双锅筒横置式链条炉排锅炉） 锅的基本构造包括锅筒（又称汽包），对流管束、水冷壁管、 上、下集箱和下降管（过热蒸汽锅炉还包括过热器）等组成的一个封闭汽水系统。 炉包括煤斗、炉排、炉膛、除渣板、配风装置等组成的燃烧设备。 锅炉的工作过程,第三节 锅炉基本特性的表示,一、蒸发量、热功率 蒸发
4、量是指蒸汽锅炉每小时所生产的额定蒸汽量，用来表示锅炉容量的大小。蒸发量常用符号D来表示,单位是t/h。 （额定参数、使用设计燃料及保证一定效率下的最大蒸发量） 供热锅炉，可用额定热功率来表示容量的大小，常用符号Q来表示，单位是MW。 热功率与蒸发量之间的关系： 对于热水锅炉：,二、锅炉的热效率 燃煤供热锅炉：60%-85% 燃油、燃气锅炉：85-92% 三、锅炉的金属耗量及耗电量 金属耗量：相应于锅炉每吨蒸发量所耗用的金属材料的重量（目前供热-锅炉6t/t）。 耗电量：产生1t蒸汽耗用电量（10kwh/t）。 以上三者互相制约。,四、锅炉的型号的表示方法,我国供热（工业）锅炉型号 第一部分 第
5、二部分 第三部分 / 本体型式代号 燃烧设备代号 额定蒸发量(t/h)或者额定热功率(MW) 额定蒸汽压力或允许工作压力.MPa 过热蒸汽温度或出水温度/进水温度， 燃料种类代号 SHL101.25/350W QXW2.8l.259070A,第四节 锅炉房设备的组成,锅炉本体和它的辅助设备，总称为锅炉房设备 通常将构成锅炉的基本组成部分通称为锅炉本体 锅、炉、蒸汽过热器、省煤器和空气预热器 锅炉附加受热面 尾部受热面,锅炉房的辅助设备，可按它们围绕锅炉所进行的工作过程，由以下几个系统组成： 1运煤、除灰系统 2送、引风系统 3水、汽系统（包括排污系统） 4仪表控制系统,第二章 锅炉的热平衡,锅
6、炉热平衡是指燃料的热量在锅炉中利用的情况：多少被有效利用；多少变成了热量损失，这些损失又表现在哪些方面以及它们产生的原因。研究的目的是为了有效的提高锅炉的热效率。 研究方法：热平衡测试（正、反）,第一节 锅炉热平衡的组成 第二节 锅炉热效率 第三节 固体不完全燃烧热损失 第四节 气体不完全燃烧热损失 第五节 排烟热损失 第六节 散热损失 第七节 灰渣物理热损失及其它热损失 第八节 燃料消耗量及蒸发率,第一节 锅炉热平衡的组成,为了确定锅炉的热效率，就需要使锅炉在正常运行工况下建立锅炉热量的收、支平衡关系，通常称为“热平衡”。 锅炉热平衡是以lkg固体燃料或液体然料（气体燃料以1Nm3）为单位组
7、成热量平衡的。,锅炉热平衡的公式： kJ/kg 式中 每公斤燃料带入锅炉的热量 锅炉有效利用热量 排出烟气所带走的热量， 称为锅炉排烟热损失 未燃完可燃气体所带走的热量， 称为气体不完全燃烧热损失 （化学不完全燃烧热损失）,未燃完的固体燃料所带走的热量， 称为固体不完全燃烧热损失 （俗称机械不完全燃烧热损失） 锅炉散热损失 灰渣物理热损失及其他热损失 如果在等式两边分别除以Qr，则锅炉热平衡就以带入热量的百分数来表示，即：,式中各项q分别表示有效利用热量和各项热损失百分数，如： 锅炉效率：,具体计算 式中 燃料的物理显热； 喷入锅炉的蒸汽带入的热量； 用锅炉范围以外的废气，废热等外 来热源预热
8、空气。 在实际工程计算时候，多用：,第二节 锅炉热效率,一、正平衡法 锅炉每小时有效吸热量 每小时燃料消耗量 1、蒸汽锅炉,2、当锅炉生产饱和蒸汽时，蒸汽干度一般都大于1 （1-5%的湿度 ） 3、热水锅炉 锅炉正平衡只要测出燃料耗量,燃料应用基低位发热量、锅炉蒸发量以及蒸汽压力和温度，即可算出锅炉效率。这是一种常用的比较简单的方法，但不能根据它来分析影响锅炉热效率的因素，要寻找影响锅炉热效率的因素，只能通过反平衡测试来分析。,二、反平衡法 研究和分析影响锅炉热效率的种种因素，以寻求提高热效率的途径。 在设计锅炉时，必须先根据同类型锅炉运行经验选定 q2 、q3及 q 4 ，再根据选定的排烟温
9、度和过量空气系数以及燃料的灰分，计算出q2 及 q6的数值，然后求出理论锅炉效率。,三、锅炉的毛效率及净效率 按以上式所确定的锅炉效率称为锅炉的毛效率。 锅炉的净效率是在毛效率基础上扣除锅炉自用汽和电能消耗后的效率 ： 自用汽耗汽量锅护热效率，D/h 自用电耗量，kwh/h 生产每度电的标准煤耗量，kg/kwh （ 可取该地区供电系统平均供电标准煤耗率）,第三节 固体不完全燃烧热损失,一、 的形成 由于进入炉膛的燃料中，有一部分没有参与燃烧或未燃烬而被排出炉外，因而引起的热损失。 由三部分组成： 1）灰渣损失 2）漏煤损失 3）飞灰损失,二、影响因素 燃料特性、燃烧方式、炉膛结构、运行情况等
10、对于气体和液体燃料，在正常燃烧情况下可认为 =0。 三、固体不完全燃烧热损失的选取 当锅炉设计进行热平衡计算时，固体不完全燃烧热损失是按长期运行的经验数据来确定，根据不同燃料特性及燃烧方式选取。,第四节 气体不完全燃烧热损失,一、 的形成 由于部分一氧化碳、氢、甲烷等可燃气体未燃烧放热就随烟气排出所造成的损失。 二、影响因素 燃料特性 燃烧方式 炉膛结构 运行情况等,第五节 排烟热损失,一、排烟热损失 的形成 由于技术经济条件的限制，烟气离开锅炉排入大气时，烟气温度比进入锅炉的空气温度要高很多，排烟所带走的热量损失简称为排烟热损失。 二、影响因素 排烟温度 排烟容积,第六节 散热损失,一、散热
11、损失 的形成 锅炉运行时，各部分炉墙、钢架、管道和其他附件等的表面温度均较周围空气温度为高，对于层燃炉为了拨火、清炉或投煤等原因常需打开炉门，这些都不可避免地将有热量散失于大气中，就形成了锅炉的散热损失。,第七节 灰渣物理热损失及其它热损失,一、灰渣物理热损失 灰渣及漏煤的温度一般都在600-800以上而造成的热损失。 对于层燃炉或沸腾炉，这项损失较大，必须考虑。对于固态排渣煤粉炉，只有燃料中灰分相当多时，才予以考虑。 二、其它热损失 常见的有冷却热损失，冷却热损失是由于锅炉的某些部件采用了水冷却，而此冷却水未接入锅炉汽水循环系统中，被它吸收了锅炉的一部分热量并带出炉外，从而造成了热量损失。,
12、第八节 燃料消耗量及蒸发率,锅炉每小时耗用的燃料称为锅炉的燃料消耗量： 考虑到不完全燃烧热损失的存在，实际参加燃烧反应的燃料量应为： 称为小时计算燃料消耗量 。,第三章 燃烧设备,燃烧 燃料中的可燃物质与氧进行的剧烈氧化反应，它既需要提供温度和浓度条件，又需要一定的时间和空间条件。 燃烧设备有着多种型式 层燃炉、室燃炉 、沸腾炉,第一节 煤的燃烧过程 第二节 人工操作层燃炉 第三节 机械化层燃炉 第四节 室燃炉 第五节 沸腾炉 第六节 炉的工作强度 第七节 电锅炉 第八节 余热锅炉,第一节 煤的燃烧过程,1、着火前的热力准备阶段 2、挥发物与焦炭的燃烧阶段 3、燃烬阶段（灰渣形成段）,燃烧设备
13、的任务： 针对不同燃料在燃烧过程中具有的特性，采用相应的燃烧方式、燃烧设备和炉内改善燃烧的措施，具体满足： (1)保持一定的高温环境，以便能产生急剧的燃烧反应。 (2)供应燃料在燃烧反应所需的充足而适量的空气。 (3)采取适当的措施以保证空气与燃料能很好的接触、混 合，并提供燃烧所需的时间和空间。 (4)及时排出燃烧产物烟气和灰渣。 运行的安全可靠、结构简单、合理，操作、检修方便以及造价和运行费用低廉等。,第二节 人工操作层燃炉,1、定义 即手烧炉，它的加煤、拨火和除渣三项主要操作均由人力完成。 2、特点 劳动强度大 燃烧效率低 周期性的冒黑烟，污染环境。 结构简单，操作方便 适应煤种广，多用
14、于蒸发量小于1t/h的锅炉。,二、燃烧特点 1、上饲式炉子， “双面引火”的着火条件， 煤种适应性广 2、燃烧工况的周期性。 间歇加煤（煤层厚度间歇变化）严重缺氧时，挥发物热分解生成大量炭黑，温度低时（炉门间歇打开）炭黑难以燃烧而烟囱冒黑烟。 降低锅炉运行的经济性，污染环境。,第三节 机械化层燃炉,三项主要操作部分或全部由机械代替人工操作的层燃炉。 机械一风力抛煤机炉 链条炉排炉 往复炉排炉 振动炉排炉 下饲燃料式炉,第四节 室燃炉,特点： 第一，没有炉排，其容量的提高不再受炉排面的制造和 布置的限制。 第二，燃料的燃烧反应面积很大，与空气混合十分良 好，可以采用较小的过量空气系数，燃烧速度和
15、 效率比层燃炉高。 第三，由于燃料在室燃炉中停留时间一般都很短促，为 保证燃烧充分完全，炉膛体积较大。 第四，燃料适应性广，可以燃用固体、液体和气体燃料。 第五，燃烧调节和运行、管理易于实现机械化和自动化。 第六，辅助设备耗电量大。,分类：煤粉炉、燃油炉和燃气炉。 一、煤粉护 广泛地应用于中、大容量的锅炉 组成结构：煤粉制备设备、燃烧器和炉膛 （一）煤粉制备设备,（二）燃烧器 1、作用：燃烧器是煤粉炉的重要组成部分， 将煤粉和空气送入炉膛，并使他们 充分的混合，迅速而稳定地着火燃 烧和尽可能的充满整个炉膛空间。 煤粉气流的着火过程，炉膛中的空气动力和燃烧工况主要通过燃烧器的结构及其在锅炉上的布置来组织的。,2、分类与结构 旋流式、直流式燃烧器两种。 按照旋转气流方法的不同，旋流燃烧器分为： 蜗壳式、轴向叶片式和切向叶片式。 3、燃烧器的布置 直流燃烧器： 旋流燃烧器：,（三）炉膛 1、炉膛容积热负荷 通常推荐为140235kw/m3。 2、炉膛截断面热负荷 （ ） 推荐值：18602330kw/m2。,二、燃油炉 1、液体燃料的燃烧 液体燃料的沸点总是低于它的着火点，液体燃料蒸发形成油蒸汽，然后与空气混合燃烧，比气相燃烧多了一个蒸发过程。 油的喷雾燃烧分为四个阶段： （1）雾化阶段 利用各种雾化器将液体燃料粉碎
